JPH06236853A - 窒化物薄膜の成長方法 - Google Patents

窒化物薄膜の成長方法

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JPH06236853A
JPH06236853A JP5323801A JP32380193A JPH06236853A JP H06236853 A JPH06236853 A JP H06236853A JP 5323801 A JP5323801 A JP 5323801A JP 32380193 A JP32380193 A JP 32380193A JP H06236853 A JPH06236853 A JP H06236853A
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nitride thin
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nitrogen
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Divyesh N Patel
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水素含有量が低い窒化珪素薄膜や酸窒化珪素
薄膜を提供する。 【構成】 窒化珪素及びオキシ窒化珪素薄膜を蒸着する
方法は、平行平板型ＣＶＤ装置内で、ＴＥＯＳ（テトラ
エトキシシラン）を窒素と反応させる。１３．５６ＭＨ
ｚの周波数を有する高周波電力信号を上部極板に印加
し、１００乃至４００ＫＨｚの範囲の周波数を有する低
周波電力信号を下部極板に印加する。形成される薄膜の
窒化度は、上下の極板に印加される電力量を調整するこ
とにより、変更可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、窒化珪素薄膜及び酸窒
化珪素薄膜を成長（又は堆積）させる方法に関し、特
に、水素含有量が低い窒化物薄膜を提供するための改良
された方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
デバイスにおいて一般的に使用される誘電体薄膜には、
従来のプラズマを利用した成長法による（plasm deposi
ted ）窒化珪素薄膜と酸化珪素薄膜の２種類の窒化物薄
膜がある。珪素窒化物（シリコン・ニトライド：silico
n nitride ）は、所望のひび割れ（クラック：crack ）
及び掻き傷（スクラッチ：scratch ) 耐性、ナトリウム
不純物及び湿気に対する優れた障壁機能、コンフォーマ
ル（conformal ）段差被覆性（ステップカバレージ：st
ep coverage ）、及び良好な工程制御特性等の理由によ
り、パシベーション層として広範に使用されてきた。窒
化珪素は、中間の絶縁体として、或いは、光学的用途の
誘電体コーティング膜に、場合によってはゲート誘電体
として使用されることが多い。珪素酸化物（シリコン・
オキサイド：silicon oxide ）は低誘電率を有するが、
一般には、不純物の浸透に対していっそう敏感であり、
段差被覆性とウエハ間注入均一性の制御という面で劣
る。そのため、二重金属（ダブル・メタル：double met
al )超ＬＳＩ（ＶＬＳＩ）技術用の中間金属絶縁層及び
パシベーション層の両方に使用することができる誘電体
薄膜を探した結果、プラズマＣＶＤ（ＰＣＶＤ）による
酸窒化珪素（シリコン・オキシニトライド：silicon ox
ynitride )を使用できることがわかった。
【０００３】窒化珪素及び酸窒化珪素の水素含有量は、
いずれも高いことが多い。ＳｉＨ4、ＮＨ3 、Ｎ2 の各
ガスを様々に組み合わせて形成される、従来のプラズマ
成長法による窒化珪素は、水素を３０原子％まで含有す
ることができる。一般には、水素は、ＭＯＳ（金属酸化
物半導体）デバイスのゲート酸化物付近に「トラップ」
を作るので、ＭＯＳデバイスが不安定となる原因とな
る。その結果、窒化物により放出されるゲートの酸化物
−珪素インタフェースでトラップされる水素に起因して
生ずるホットキャリヤの注入量が増加するため、一般の
ＩＣ製造業者は、短チャネルＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ電界
効果トランジスタ）のしきい値が不安定となるという問
題に直面する。水素により引き起こされるこの問題は、
窒化物の珪素−水素結合（ボンド：bonds ）に起因する
と考えられるので、水素含有量をできるだけ減少させる
ために、或いは、珪素−水素結合の有害な効果を避ける
ために、様々な試みがなされてきた。
【０００４】プラズマ成長法による窒化珪素薄膜の水素
含有量を減らすために広く用いられている方法の一つ
は、反応体（レアクタント：reactants ）の一つとして
希釈シラン（ＳｉＨ4 ）を使用することである。また、
別の方法では、フッ素化されたアモルファス珪素材料を
使用している。この場合、珪素内に取り込まれたフッ素
が、安定性を付与ししかもダングリングボンドを減少す
る、と考えられている。例えば、ＮＦ3 、ＳｉＨ4 、Ｎ
2 の各ガスを組み合わせて、窒化物層を形成してもよ
い。この各ガスの組合わせを変えることにより、珪素と
フッ素含有量を独立して調節することができる。フッ素
化した窒化珪素薄膜は、ＮＨ3 ガスを用いて形成した熱
ＣＶＤ窒化珪素に比べて優れた電気的及び光学的特性を
呈する。
【０００５】これまで説明してきたことから明らかなよ
うに、水素含有量を低減するためのこれらの方法は、主
として、一般的なシラン系窒化物の成長膜（又は堆積
層：deposition )を改良することを目指してきた。しか
しながら、窒化物及びオキシ窒化物薄膜を成長させるこ
れらの方法でも、ＣＭＯＳ（相補形金属酸化膜半導体）
回路を劣化させるに十分な量の水素を放出する。窒化物
内で水素含有量が高くなるこの問題は、水素に対して敏
感な強誘電性材料を半導体デバイス内に取り込んだ場合
に、特に顕著である。
【０００６】本発明の目的は、窒化珪素薄膜及び酸窒化
珪素薄膜内の高水素含有量の問題を解決することにあ
る。
【０００７】本発明の別の目的は、水素含有量が低い酸
窒化物薄膜における窒素に対する酸素の比を調節するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、薄膜
の水素含有量を減少させるために、珪素源としてテトラ
エトキシシラン（ＴＥＯＳ）を使用して窒化珪素又は酸
窒化珪素薄膜等の窒化物薄膜を成長させる新規な方法に
関する。本発明は、好ましくは、例えば図１に示したよ
うな二重周波数（デュアル・フリクエンシー：dual fre
quency）を用いた平行平板型ＣＶＤ装置を利用する。本
発明の方法においては、高周波信号を上側プレート即ち
上側プレートに印加して反応体を励起すると共に、低周
波信号をサセプタ即ち下側プレートに印加して装置内の
イオン衝撃を調節する。上側プレート及び下側プレート
に印加する電力量を変えることにより、薄膜の窒化度を
調節することができる。薄膜が酸化物よりむしろ窒化物
になるにつれ、エッチング速度は一般に減少するが、屈
折率、薄膜硬度、及び誘電率は一般に増加する。更に、
窒化物薄膜は、動けるイオンに対する障壁性（バリヤ：
barrier ）に優れている。
【０００９】薄膜内の酸素と窒素の量は各プレートに印
加する高周波電力／低周波電力の比により決まるので、
本発明を用いることにより異なる酸化物／窒化物比を有
する酸窒化物を造ることが可能である。本発明は、ＴＥ
ＯＳ内に存在する酸素が反応を支配して電力レベルに拘
らずＳｉＯ2 が形成されてしまうのを防ぐために、成長
中に窒素を好ましくは５０００ｓｃｃｍの高流量で供給
する工程を含んでいる。薄膜の成長後、最後にＮ2 アニ
ール工程を摂氏１１００度で別個に行ってもよいが、こ
の工程は必ずしも必要ではない。
【００１０】本発明によれば、窒化珪素又は酸窒化珪素
薄膜を使用する従来方法より遥かに水素含有量が低い窒
化珪素又は酸窒化珪素薄膜を成長させることが可能とな
る。その結果、本発明の方法に基づいた窒化物又は酸窒
化物薄膜で不動態化される集積回路チップは、湿気及び
アルカリイオン不純物の浸透に対する障壁性及びスクラ
ッチ耐性を示す一方、従来の半導体デバイスにおける場
合のような水素含有量が高いことから生じる劣化を、呈
することはない。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。尚、図は本発明が理解できる程度に概略的に
示してある。
【００１２】本発明は、プラズマ・エンハンストＣＶＤ
（ＰＥＣＶＤ）による、窒化物（nitride ）及びオキシ
窒化物薄膜（okynitride films）の成長方法（例えば蒸
着）に関する。ＰＥＣＶＤにより窒化物薄膜を形成する
ための従来の方法では、ＳｉＨ4 （シラン）、ＮＨ3 及
びＮ2 から成る反応種を採用していたが、これに対し本
発明の方法においては、ＰＥＣＶＤによる窒化物薄膜を
形成するための反応種として、従来の方法で使用される
ＳｉＨ4 （シラン）及びＮＨ3 の代わりにＳｉ（ＯＣ2
Ｈ5 ）4 （オルト珪酸エチル即ちテトラエトキシシラ
ン：ＴＥＯＳ）を使用する。更に、上側プレート（上部
電極）及び下側プレート（下部電極）に印加される電力
に拘わりなく酸素が反応を支配してＳｉＯ2 を形成して
しまうのを防ぐために、窒化物薄膜の成長中は窒素流量
を、好ましくは５０００ｓｃｃｍという高流量とする。
水素含有量が低い薄膜を生成するためのＴＥＯＳ（テト
ラエトキシシラン）とＮ2 の反応は、以下の通りであ
る。
【００１３】Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ＋Ｎ2 →Ｓｉx Ｎy
Ｏz ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ ガス流量は変えてもよいが、薄膜を成長させている最中
はガス流量を一定に保持することが好ましい。一般に
は、Ｎ2 流量を増加させると、薄膜の窒化物含有量は高
くなり、水素含有量は低くなる。ＴＥＯＳ流量を増加さ
せると、一般に、薄膜の窒化物含有量は低くなる。ＴＥ
ＯＳの流量を調節しても水素含有量には影響しない。し
かしながら、ガス流量が余りに減少すると、成長速度は
極端に低下する。
【００１４】窒化物及び酸窒化物薄膜を成長させるため
の本発明の方法では、ノベラス・コンセプト・ワンＰＥ
ＣＶＤリアクタ（Novellus Concept One PECVD reacto
r) のような、典型的な二つの周波数を用いたプラズマ
・エンハンストＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）装置を採用してい
る。このＰＥＣＶＤリアクタは、例えば、背景技術とし
てここに挙げるＲ．Ｅ．マーチン他の「ＰＥＣＶＤ窒化
物における応力及び水素を調節するための高周波バイア
ス（RF Bias To Control Stress and Hydrogen in PECV
D Nitride ) 」（第５回Ｉ．Ｅ．Ｅ．Ｅ．（米国電気電
子学会）Ｖ．Ｍ．Ｉ．Ｃ．会議の会議録、１９８８年６
月）に開示されている。
【００１５】典型的なデュアル・フリクエンシー型ＰＥ
ＣＶＤ装置１０の一例を図１に示す。このＰＥＣＶＤ装
置１０は、下側プレート即ちサセプタ１２及びこれに平
行な上側プレート１４を有する処理室を備えている。本
発明において結果として得られる薄膜の窒化度（即ち、
Ｓｉx Ｎy Ｏz における窒素の量。尚、この例では、０
≦ｘ≦３、０≦ｙ≦４および０≦ｚ≦２である。）は、
ＣＶＤ装置の上下のプレートの電力レベルを調整するこ
とにより調節される。窒化度は、上下のプレートにワッ
トを単位として印加される信号電力の比として定義され
る。両プレートの間隔は、好ましくは約５インチ（１
２．８ｍｍ）であり、処理室内の圧力は、３トールの圧
力に維持することが望ましい。圧力が３トールで良い均
一性が得られるが、２トール乃至４．２トールでもよ
い。
【００１６】窒化物又は酸窒化物の薄膜が形成されるウ
エハ１５を、ＣＶＤ処理の間中は、下側プレート即ちサ
セプタ１２上に配設する。下側プレート１２を、低周波
電力を下側プレートへと通過させるための低域フィルタ
１６に接続する。この低周波信号は、下側プレートに供
給されて、処理室内の反応体のイオン衝撃度を調節す
る。好ましくは、下側プレートに供給する低周波電力信
号の周波数を、１００乃至４００ＫＨｚの周波数とし、
下側プレートを摂氏４００度に維持する。一般的には、
各ウエハは、ウエハと下側プレートとの間の良好な熱結
合により、約摂氏３９０度に加熱される。下側プレート
の温度を上げると、窒化度（即ち薄膜の窒素含有量）が
増加して薄膜の水素含有量が減少する。
【００１７】上側プレート１４を、高周波（ＲＦ）電力
を上側プレートに通過させるための高域フィルタ１８に
接続する。ガス及びＲＦ電力は、上側プレート内の７個
のシャワーヘッドを通して分配される。好ましくは約１
３．５６ＭＨｚの周波数を有する高周波信号を、上側プ
レートに連続的に供給して、処理室内の反応体を励起す
る。
【００１８】上述したように、薄膜の諸特性（例えば、
薄膜内の酸素の窒素に対する比、或いは薄膜の水素含有
量）は、各プレートにそれぞれ供給される高周波電力信
号と低周波電力信号の比により決まる。高周波電力信号
と低周波数電力信号は、独立に制御し得るので、上側プ
レート及び下側プレートに印加する電力量を変えること
により、薄膜の窒化度及び水素含有量を制御することが
できる。例えば、５００ワットの低周波信号を下側プレ
ートに加え２５０ワットの高周波信号を上側プレートに
加えた成長では、２５０／５００即ち０．５０の高周波
／低周波電力比となる。
【００１９】高周波電力の低周波電力に対する比がゼロ
に近づくにつれ、水素含有量は減少する。また、それら
の比がゼロに近づくにつれて、薄膜はいっそう窒化物に
なる。従って、上側プレート及び下側プレートに加える
高周波及び低周波信号の電力レベルを調整することによ
り、所要の窒化物又は酸窒化物含有量を有する薄膜、或
いは一定の水素含有量を有する薄膜を得ることが可能と
なる。
【００２０】強誘電性デバイスで使用する好ましい薄膜
は、窒素含有量が高く水素含有量が低いものである。従
って、８００ワットの低周波電力レベル（好ましくは、
装置により決定された最低周波数で）を下側プレート
（装置により決定された最高温度に維持された）に与
え、０ワットの高周波電力レベルを上側プレートに与え
ている。
【００２１】上側プレート及び下側プレートにそれぞれ
与える周波数は、それ自体可変であるが、蒸着の間は一
定に維持することが望ましい。好ましくは、上側プレー
トに与える電力信号の周波数は、約１３．５６ＭＨｚに
維持する。下側プレートに与える信号の周波数を変えて
も、薄膜に対して最小限の影響しか及ぼさないことが分
かっている。例えば、下側プレートに与える信号の周波
数を４５０ＫＨｚから１００ＫＨｚに変化させても、そ
の結果得られる薄膜は、窒素の含有量が僅かに多くな
り、従って一層窒化物になる傾向があることが分かっ
た。下側プレートに印加する周波数を変えても、水素含
有量には影響を及ぼすことはない。
【００２２】一般に、反応時間は、薄膜の得られた厚さ
に影響し、所要の厚さに応じて調節可能である。最後
に、薄膜の成長後、Ｎ2 アニールを実施することができ
る。このアニール工程を実施する場合、アニール処理
は、摂氏約１１００度で実施することが望ましい。
【００２３】本発明に係る方法は、種々の理由から従来
の方法より有利である。例えば、本発明の方法は、パシ
ベーション（不動態）層からゲート酸化物−珪素インタ
フェースへ水素が逃げることにより生じるしきい値の不
安定性を誘発することのない、集積回路用のパシベーシ
ョン層として使用し得る薄膜を形成するために用いるこ
とができる。本方法は、また、ＥＰＲＯＭ用の酸化物−
窒化物−酸化物（ＯＮＯ）層を形成するために使用して
もよい。更に、本発明の方法は、酸素拡散に対してバリ
ヤとして作用する酸窒化珪素薄膜を形成することがで
き、これにより、マスクされていない領域において熱酸
化物を成長させる際のマスクとして当該薄膜を使用し得
る。この薄膜は、また、中間の誘電体を平坦化するため
の「成長−エッチング−成長（デプ−エッチ−デプ：de
p-etch-dep）」技術に使用してもよい。
【００２４】本発明の方法を用いて形成した薄膜は、更
に、パシベーション層から逃げた水素に対し高感度を有
するパシベーション強誘電体デバイスとしても有益であ
る。例えば、強誘電体ＩＣ処理においてこの薄膜を、
（ポリシリコンを第一レベルにある金属から絶縁してい
る）下側のフローガラス（flow glass )をキャッピング
（capping ) するために用いることにより、ジルコン酸
チタン酸鉛（ＰＺＴ）内の鉛がフローガラスをドーピン
グしてボイド（void )を生じるのを防ぐようにしてもよ
い。本発明の方法により形成された酸窒化珪素の誘電体
層は、ポリシリコンライン（polysilicon line）の周り
に、或いはＰＺＴコンデンサスタックの周りにスペーサ
を形成するために使用することもできる。結果として得
られる窒化物或いは酸窒化物の水素含有量が低いため、
この薄膜は、高温に晒された場合、水素を解放すること
によりＰＺＴコンデンサの強誘電体スイッチング特性を
劣化させることはない。標準的な窒化物は、摂氏４００
度の温度で１００％のスイッチドチャージロス（100% s
wiched charge loss）を生じ、デュアル・フリクエンシ
ー型処理室でシランを採用して薄膜を成長させる方法
は、９０％のスイッチドチャージロスを生じる。しか
し、本発明の方法によれば、僅かに５％のスイッチドチ
ャージロスを生じるだけであり、著しい改善を示した。
【００２５】本発明の成長方法は、成長速度が遅くかつ
薄膜へイオンを打ち込む電力の周波数を低くしたため、
極めて密度の高い薄膜が得られる。これにより、薄膜の
エッチング速度が極めて遅くなる。エッチング速度が遅
いということは、種々の理由から半導体デバイスの形成
に有利となる。エッチング速度の遅い誘電体層は、コン
タクトエッチング用のエッチングストッパとして使用す
ることができる。更に、エッチング速度の遅い誘電体層
は、金属の段差被覆を改善するためにコンタクトの開口
の輪郭（プロファイル：profile 及び開口の縦断面の輪
郭）を制御するために使用することができる。一連の層
を、ＴＥＯＳ、Ｎ2 、ＴＭＰ（亜燐酸トリメチル：trim
ethylphosphite）、ＴＭＢ（ほう酸トリメチル：trimet
hylborate ）或いは（必要に応じて）Ｏ2 の組成を変更
することにより、成長させることができる。良好な金属
段差被覆を得るためのテーパ状プロファイルのコンタク
ト及び開口部は、底部即ち下部表面から上部にかけてエ
ッチング速度が速くなる層を成長させることにより得ら
れる。連続した誘電体層のエッチング速度は、ＴＭＢと
ＴＭＰ反応体の流量を変化させることにより、薄膜内へ
取り込むほう素及び燐ドーパントの量を変化させて、増
加させることができる。
【００２６】本発明の方法により成長された窒化珪素又
は酸窒化珪素薄膜を有する強誘電体ＩＣは、摂氏３５０
度で１６時間経過後でも、強誘電特性の低下を最小限に
留めた。その結果、本発明により形成される窒化物薄膜
で不動態化される集積回路チップは、従来技術により形
成される窒化物薄膜を採用したチップと比較して湿気及
びアルカリイオン不純物の浸透に対するバリヤ機能及び
スクラッチ耐性が良く、さらには、水素含有量も低い。
【００２７】以下の表は、本発明の方法により成長させ
た酸窒化物薄膜と、標準的なＳｉＯ2 薄膜及び標準的な
Ｓｉ3 Ｎ4 薄膜とを、比較している。このニトス（nito
s ）薄膜は、以下のパラメータに従って成長させた。
尚、ニトスとはＴＥＯＳを用いて得た窒化物（nitride
from TEOS ）のニックネームである。
【００２８】Ｎ2 ＝５０００ｓｃｃｍ ＴＥＯＳ＝１．８ｓｃｃｍ 電力＝６００Ｗ 低周波数（２００ＫＨｚ） ０Ｗ 高周波数 温度＝４２０℃ 圧力＝３．０トール 時間＝４．７分
【００２９】
【表１】
【００３０】以上、本発明を例示的な実施例に基づいて
説明してきたが、この説明は限定的な意味で解釈される
べきではなく、前記特許請求の範囲に記載した本発明の
精神及び範囲内の任意の代替例を包含するものであるこ
とは理解されよう。例えば、本発明の新規な成長技術に
より形成された薄膜は、当該薄膜の固い性質のため、工
具等の微細対象物のハードコーティングとして使用する
ことができる。本説明を参照することにより、当業者に
は、本発明の他の実施例と同様、例示実施例の種々の変
形例が、明らかとなろう。
【００３１】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明によれば、ＣＶＤ装置の上側プレート及び下側プレ
ート間で、少なくとも一方のプレートに周波数パワーを
印加しながら、テトラエトキシシランと窒素とを反応さ
せている。上側プレート及び下側プレートに印加する電
力量を変化させて結果として得られるべき薄膜の窒化度
を調整する。それにより、従来方法によって形成される
窒化物及び酸窒化物薄膜の場合よりも遥かに水素含有量
が少ない、珪素窒化物薄膜や珪素酸窒化物薄膜等の窒化
物薄膜を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的な平行極板型プラズマ・エンフォースト
ＣＶＤ装置の概略を示す図。
【符号の説明】
１０：ＰＥＣＶＤ装置 １２：下側プレート（サセプタ） １４：上側プレート １５：ウエハ １６：低域フィルタ １８：高域フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィシュ・エヌ・パテル アメリカ合衆国，コロラド州 80920− 1596，コロラド・スプリングス，スプリン グクレスト・ロード2150

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上側プレート及び下側プレートを有する
    平行平板型ＣＶＤ装置において窒化物薄膜を成長させる
    に当り、 前記上側プレートと下側プレートとの間にウエハを位置
    決めし、 前記上側プレート及び下側プレートのうち少なくとも一
    方に電力を印加し、更に、 前記上側プレート及び下側プレート間でテトラエトキシ
    シラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5 ）4 ）を窒素（Ｎ2 ）と反応
    させて、所定の窒素及び酸素含有量を有する窒化物薄膜
    を形成することを含むことを特徴とする窒化物薄膜の成
    長方法。
  2. 【請求項２】 更に、テトラエトキシシランを窒素と反
    応させた後、前記窒化物薄膜をアニールすることを特徴
    とする請求項１記載の窒化物薄膜の成長方法。
  3. 【請求項３】 前記アニールを、摂氏１１００度でＮ2
    環境内で行うことを特徴とする請求項２記載の窒化物薄
    膜の成長方法。
  4. 【請求項４】 前記上側プレートに、高周波電力信号を
    印加することを特徴とする請求項１記載の窒化物薄膜の
    成長方法。
  5. 【請求項５】 前記下側プレートに、低周波電力信号を
    印加することを特徴とする請求項４記載の窒化物薄膜の
    成長方法。
  6. 【請求項６】 前記高周波電力信号が１３．５６ＭＨｚ
    の周波数を有することを特徴とする請求項５記載の窒化
    物薄膜の成長方法。
  7. 【請求項７】 前記低周波電力信号が１００乃至４００
    ＫＨｚの周波数を有することを特徴とする請求項５記載
    の窒化物薄膜の成長方法。
  8. 【請求項８】 低周波信号を前記下側プレートに与える
    ことを特徴とする請求項１記載の窒化物薄膜の成長方
    法。
  9. 【請求項９】 前記低周波信号が１００乃至４００ＫＨ
    ｚの周波数を有することを特徴とする請求項８記載の窒
    化物薄膜の成長方法。
  10. 【請求項１０】 前記下側プレートを摂氏４００度に維
    持することを特徴とする請求項１記載の窒化物薄膜の成
    長方法。
  11. 【請求項１１】 前記ＣＶＤ装置内の前記上側プレート
    を通過する前記テトラエトキシシランの流量が１．８ｓ
    ｃｃｍであり、及び窒素の流量が５０００ｓｃｃｍであ
    ることを特徴とする請求項１記載の窒化物薄膜の成長方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記テトラエトキシシランと窒素を反
    応させる工程が、化学反応 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ＋Ｎ2 →Ｓｉx Ｎy Ｏz ＋ＣＯ2
    ＋Ｈ2 Ｏ に拠ることを特徴とする請求項１記載の窒化物薄膜の成
    長方法。
  13. 【請求項１３】 前記ＣＶＤ装置内の圧力を２．０乃至
    ４．２トールの間に維持したことを特徴とする請求項１
    記載の窒化物薄膜の成長方法。
  14. 【請求項１４】 上側プレート及び下側プレートを有す
    る平行平板型ＣＶＤ装置において窒化薄膜を成長させる
    に当り、 前記上側プレートと下側プレートとの間にウエハを位置
    決めし、 高周波電力信号を、前記上側プレートに印加し、 低周波電力信号を、前記下側プレートに印加し、 前記ＣＶＤ装置内の圧力を一定に維持し、 前記下側プレートを加熱し、 テトラエトキシシラン及び窒素の流れを供給し、 前記ＣＶＤ装置内で、化学反応 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ＋Ｎ2 →Ｓｉx Ｎy Ｏz ＋ＣＯ2
    ＋Ｈ2 Ｏ により、テトラエトキシシランと窒素を反応させて窒化
    物薄膜を形成し、更にＮ2 環境内で前記窒化物薄膜をア
    ニールすることを含むことを特徴とする窒化物薄膜の成
    長方法。
  15. 【請求項１５】 前記高周波電力信号が１３．５６ＭＨ
    ｚの周波数を有することを特徴とする請求項１４記載の
    窒化物薄膜の成長方法。
  16. 【請求項１６】 前記低周波電力信号が１００乃至４０
    ０ＫＨｚの周波数を有することを特徴とする請求項１４
    記載の窒化物薄膜の成長方法。
  17. 【請求項１７】 前記下部極板を摂氏４００度に維持す
    ることを特徴とする請求項１４記載の窒化物薄膜の成長
    方法。
  18. 【請求項１８】 前記ＣＶＤ装置内の前記上側プレート
    を通過する前記テトラエトキシシランの流量を１．８ｓ
    ｃｃｍに、及び前記窒素の流量を５０００ｓｃｃｍとし
    たことを特徴とする請求項１４記載の窒化物薄膜の成長
    方法。
  19. 【請求項１９】 前記ＣＶＤ装置内の圧力を３．０トー
    ルに維持したことを特徴とする請求項１４記載の窒化物
    薄膜の成長方法。
  20. 【請求項２０】 上側プレートと下側プレートを有する
    平行平板型ＣＶＤ装置内で窒化薄膜を成長させるに当
    り、 前記下側プレート上にウエハを位置決めし、 前記上側プレートに１３．５６ＭＨｚの周波数を有する
    １００ワットの高周波電力信号を印加し、 前記下側プレートに１００乃至４００ＫＨｚの周波数を
    有する８００ワットの低周波電力信号を印加し、 前記ＣＶＤ装置内の圧力を３．０トールに維持し、 前記下側プレートを摂氏４２０度の温度に維持し、 テトラエトキシシランを１．８ｓｃｃｍの流量で、及び
    窒素を５０００ｓｃｃｍの流量で供給し、 前記ＣＶＤ装置内で、化学反応 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ＋Ｎ2 →ＳｉX Ｎy ＯZ ＋ＣＯ2
    ＋Ｈ2 Ｏ により、前記テトラエトキシシランと前記窒素とを約
    ４．７分間反応させて窒化物薄膜を形成し、更に摂氏１
    １００度のＮ2 環境内で前記窒化物薄膜をアニールする
    ことを含むことを特徴とする窒化物薄膜の成長方法。
JP5323801A 1993-01-07 1993-12-22 窒化物薄膜の成長方法 Withdrawn JPH06236853A (ja)

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